Gluck er en proff (fra gresk. Glykys - søt), druesukker, dextrose; karbohydrat, den vanligste i naturen; refererer til heksoser, dvs. monosakkarider inneholdende 6 karbonatomer. Fargeløse krystaller, tpl 146,5 ° C. Veloppløselig i vann. Glukoseoppløsning inneholder molekyler i a-form og b-form; likevekt oppnås når forholdet mellom disse skjemaene er 37% og 63%. Glukose er optisk aktiv, roterer polarisert stråle til høyre. a -Glukose er en nødvendig komponent av alle levende organismer, fra virus til høyere planter og vertebrater (inkludert mennesker); Det er en komponent av forskjellige forbindelser, fra sukrose, cellulose og stivelse til visse glykoproteiner og viral ribonukleinsyre. For en rekke bakterier er glukose den eneste energikilden. Glukose er involvert i mange metabolske reaksjoner.
Det humane blodsukkerinnholdet er ca. 100 mg%, det reguleres av nevrohumorale ruten (se. Karbohydratmetabolisme). En reduksjon i glukoseinnholdet (se hypoglykemi) til 40 mg% forårsaker en drastisk forstyrrelse av sentralnervesystemet. De viktigste metoder for anvendelse av glukose i kroppen: anaerob omdannelse ledsages ATP-syntese (. Se Adenozinfosfornye syre), og slutter med dannelsen av melkesyre (se glykolyse.); glykogensyntese; aerob oksidasjon til glukonsyre under virkningen av enzymet glukoseoksidase (prosessen er iboende i noen mikroorganismer som bruker den til energi, strømmer med oksygenabsorpsjon i luften); transformasjoner i pentoser og andre enkle sukkerarter (pentosfosfat syklus). Med full enzymatisk oksidasjon av glukose til CO2 og H2O energi frigjøres: C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 686 kcal / mol, hvorav mye akkumuleres av høy-energi ATP-type forbindelser. Syntese av glukose fra uorganiske komponenter er omvendt prosess og utføres av planter og noen bakterier som bruker solenergiens energi (fotosyntese) og kjemiske oksidative reaksjoner (kjemosyntese).
I industrien produseres glukose ved stivelsehydrolyse. Den brukes i konfekt industrien; som et middel - i medisin.
For medisinske formål bruker de glukose i pulver og tabletter, samt isotoniske (4,5-5%) og hypertoniske (10-40%) glukoseoppløsninger. Isotoniske løsninger brukes (injisert subkutant og i enemas) for å fylle kroppen med væske; de er også en kilde til lett fordøyelig næringsstoffer. Når administrert hypertone oppløsninger (iv) øker det osmotiske trykket i blodet, noe som forbedrer forbrenningen, er antitoksisk leverfunksjon forbedret, den kontraktile aktivitet av hjertemuskelen, utvider blodkar, økt vannlating. Glukose løsninger brukes i smittsomme sykdommer, hjertesykdommer, forskjellige forgiftninger, etc., ofte i kombinasjon med askorbinsyre.
Hovedkomponentene i mat
Det er tre hovedområder for bruk av glukose i kroppen:
glukose oksideres for energi;
når mengden glukose overstiger mengden som trengs for energi, blir den til muskel- og leverglykogen;
når glykogen depotet er mettet, blir glukose omdannet til fett, som er avsatt i fettceller. [11-C.13]
Vann er nødvendig for mennesket som medium for å utføre flere funksjoner: fordøyelse, absorpsjon og transport av næringsstoffer gjennom mage-tarmkanalen og sirkulasjonssystemet; oppløsning av metabolske produkter og deres utskillelse med urin; gi miljøet. Ved deltakelse av vann utføres alle biokjemiske reaksjoner; overføring av elektriske signaler mellom celler; regulering av kroppstemperatur (kroppen kjøler seg når vann fordampes); Formasjonen av miljøet - Smøremidler for å bevege og gni deler av kroppen, som ledd; gi kroppen vannoppløselige næringsstoffer. Overflødig vann med en normal mengde elektrolytter utskilles i urinen og svette. Mangel på vann i kroppen føles veldig raskt. Det første symptomet er en følelse av tørst, den andre er en reduksjon i mengden eller fullstendig opphør av urin.
Den viktigste biologiske rollen av mat er å gi kroppen energi.
Mat energi er brukt på:
opprettholde en konstant kroppstemperatur;
implementeringen av alle biologiske funksjoner og biokjemiske prosesser;
på ytelse av muskler av mekanisk arbeid;
fordøyelse og assimilering av mat.
De viktigste essensielle næringsstoffer er vitaminer - lavmolekylært organisk forbindelse som er nødvendig for enzymatisk katalyse mekanismer normale metabolisme, homeostase, biokjemisk sikre at alle vitale funksjoner. Vitaminer er involvert i enzymets funksjon. Utilstrekkelig inntak av ett eller annet vitamin med mat fører til mangel i kroppen og utviklingen av den tilsvarende sykdommen av vitaminmangel, som er basert på brudd på de biokjemiske prosessene som er avhengig av dette vitaminet. Vitamin- og sporelementmangler kalles også "skjult sult", da det ikke manifesterer seg klinisk i lang tid. Mangelen på hvert vitamin kan føre til alvorlige metabolske forstyrrelser. Graviditet, ammende kvinner og barn i kritiske utviklingsperioder, samt barn som vokser opp i sosialt ugunstige forhold, svekket av gjentatte sykdommer, er mest utsatt for å utvikle mangelfulle tilstander.
Hvis kroppen ikke får riktig mengde vitaminer i lang tid, oppstår vitaminmangel med en viss klinisk manifestasjon, og senere øker vitaminmangel kan stoppe på hvilket som helst innledningsnivå. Men hvis overveksten av forbruket av vitaminer over inntaket deres fortsetter, vil det åpenbart fremstå manifestasjoner av vitaminmangel. Vanligvis er det to grader av vitaminmangel: avitaminose og hypovitaminose.
Under beriberi forstå dyp mangel på et vitamin med omfattende klinisk tilstand fiasko: vitamin C-mangel - skjørbuk, vitamin D - rakitt, vitamin B1 - beriberi, vitamin PP - pellagra, vitamin B12 - pernisiøs anemi.
Et overskudd av vitaminer blir observert med økt inntak i kroppen eller i strid med eliminering (leversykdom, nyre). Ofte observeres hypervitaminose med ubegrenset (tankeløst) forbruk av vitaminer, kosttilskudd, fortified foods, langvarig bruk av fancy dietter.
Måter å bruke glukose i kroppen
Glukose er hovedmetabolitten og transportformen av karbohydrater hos mennesker og dyr. Kilder til glukose er matkarbohydrater, vevglykogen og prosessen med glukoneogenese i leveren og den kortikale substansen av nyrene. For å innlemme glukose i metabolisme må den fosforyleres for å danne glukose-6-fosfat (G-6-F), som deretter kan omdannes via ulike metabolske veier. På fig. 17.1. Hovedveiene for glukosemetabolismen presenteres.
glykolyse
Glykolyse er hovedveien til glukose-katabolisme ved suksessive enzymatiske transformasjoner til laktat (uten oksygenforbruk - anaerob glykolyse) eller gjennom oksidativ dekarboksylering av pyruvat til CO2 og H2O (i nærvær av oksygen - aerob glykolyse).
Prosessen med aerob glykolyse inkluderer flere stadier:
1. Aerob glykolyse - prosessen med glukose oksidasjon med dannelsen av to molekyler pyruvat;
2. Den generelle vei for katabolisme, inkludert oksidativ dekarboksylering av pyruvat til acetyl CoA og dens ytterligere oksidasjon i tricarboxylsyre syklusen;
3. Kjede av vevets respirasjon, kombinert med dehydrogeneringsreaksjoner som forekommer i prosessen med glukosedbrytning.
Det totale utbyttet av ATP ved oksydasjon av 1 mol glukose til CO2 og H2O er 38 mol.
Fig. 17.-1. Generell plan for glukosemetabolismen.
1-aerob glykolyse; 2 - anaerob glykolyse; 3 - alkoholholdig gjæring 4-pentosfosfatbane; 5 - glykogensyntese; 6 - glykogen nedbrytning; 7 - glukoneogenese.
Anaerob glykolyse er prosessen med å dele glukose for å danne laktat som sluttprodukt. Denne prosessen fortsetter uten bruk av oksygen og er derfor ikke avhengig av arbeidet i mitokondriske nettverket. ATP dannes her gjennom substratfosforyleringsreaksjoner. Balansen i ATP under anaerob glykolyse er 2 mol per 1 mol glukose.
Aerob glykolyse forekommer i mange organer og vev og fungerer som den viktigste, men ikke den eneste, energikilden for vital aktivitet.
I tillegg til energifunksjonen kan glykolyse også utføre anabole funksjoner. Glykolysemetabolitter brukes til å syntetisere nye forbindelser. Så er fruktose-6-fosfat og glyceraldehyd-3-fosfat involvert i dannelsen av ribose-5-fosfat - en strukturell komponent av nukleotider. 3-fosfoglyserat kan inkluderes i syntese av aminosyrer slik som serin, glycin, cystein. I leveren og fettvevet brukes acetyl-CoA, som er dannet fra pyruvat, som et substrat i biosyntese av fettsyrer og kolesterol.
Anaerob glykolyse i muskel under intensiv aktiverer muskelarbeid, erytrocyttene inntreffer (de mangler mitokondrier), men også i forskjellige tilstander med begrenset tilførsel av oksygen (spasmer og trombose, dannelsen av aterosklerotisk plakk).
Pentosefosfatvei (PPP)
PFP, også kalt heksos-monofosfat-shunt, tjener som et alternativ ved oksydasjon av glukose-6-fosfat. Ifølge PFP metaboliseres opptil 33% av all glukose i leveren, opptil 20% i fettvev, opptil 10% i erytrocytter og mindre enn 1% i muskelvev. Den mest aktive PPP forekommer i fettvev, lever, binyrebark, røde blodlegemer, brystkjertel under amming, testikler. PFP består av 2 faser (deler) - oksiderende og ikke-oksiderende.
I oksidasjonsfasen oxideres glukose-6-fosfat irreversibelt til pentose-ribulose-5-fosfat, og redusert NADPH dannes.2. I den ikke-oksidative fase omdannes ribulose-5-fosfat reversibelt til ribose-5-fosfat, glykolysemetabolitter og andre fosforylerte sukkerarter.
TFGs biologiske rolle:
1. Timer restaurert NADPH2 for regenerativ biosyntese (fettsyrer, kolesterol, etc.).
2. Syntese av pentosfosfater for dannelse av nukleinsyrer og noen koenzymer.
3. Syntese av monosakkarider med antall karbonatomer fra 3 til 8.
4. Nøytralisering av xenobiotika - NADPH er nødvendig2.
5. I planter - deltakelse i den mørke fasen av fotosyntese som CO-akseptor2.
PFP fører ikke til syntese av ATP, dvs. det oppfyller ikke energifunksjonen.
Glukoneogenese (GNG)
Glukoneogenese er syntesen av glukose fra ikke-karbohydratforløpere. Hovedfunksjonen til GNG er å opprettholde nivået av glukose i blodet under langvarig og intens fysisk anstrengelse. Prosessen foregår hovedsakelig i leveren og mindre intensivt i cortical stoffet i nyrene, så vel som i tarmslimhinnen. Disse vevene kan produsere 80-100 g glukose per dag.
De primære substratene (forløperne) i GNG er laktat, glyserol, de fleste aminosyrer. Inkluderingen av disse substratene i GNG avhenger av organismens fysiologiske tilstand.
Laktat - et produkt av anaerob glykolyse, dannes i arbeidsmusklene og kontinuerlig i røde blodlegemer. Dermed brukes laktat kontinuerlig i GNG. Glyserol frigjøres under hydrolyse av fett i fettvev i løpet av sultens periode eller ved langvarig fysisk anstrengelse. Aminosyrer dannes som følge av nedbrytning av muskelproteiner og utføres i GNG med langvarig fasting eller langvarig muskelarbeid. Aminosyrer, som, når de er kataboliserte, omdannes til pyruvat eller metabolitter av tricarboxylsyre syklusen, kan betraktes som potensielle forløpere av glukose og kalles glykogen.
Av alle aminosyrene som kommer inn i leveren er ca 30% alanin. Dette skyldes at nedbrytningen av muskelproteiner produserer aminosyrer, hvorav mange omdannes umiddelbart til pyruvat, eller først til oksaloacetat, og deretter til pyruvat. Sistnevnte er omdannet til alanin, og får en aminogruppe fra andre aminosyrer. Alanin fra musklene bæres av blodet til leveren, der det omdannes til pyruvat, som delvis oksyderes og delvis innlemmes i GNG. En slik sekvens av transformasjoner fører til dannelsen av en glukose-alanin-syklus.
Fig. 17.2. Glukose-alanin syklus.
Glukuronsyrebane
Andelen glukose, omdirigert til metabolisme langs glukuronsyrebanen, er svært liten sammenlignet med en stor del av den, delt i prosessen med glykolyse eller glykogensyntese. Imidlertid er produktene i denne sekundære banen avgjørende for kroppen.
UDF-glukuronat bidrar til å nøytralisere noen fremmede stoffer og stoffer. I tillegg tjener den som en forløper for D-glukuronatrester i molekylene av hyaluronsyre og heparin. Askorbinsyre (C-vitamin) syntetiseres ikke hos mennesker, marsvin og noen apearter, fordi de mangler enzymet gulonactonoksidase. Disse artene skal motta alt vitamin C de trenger fra mat.
Aerob nedbrytning av glukose.
Glykogen syntese
Glukose, som brukes til å syntetisere glykogen, er pre-aktivert.
Skjematisk kan aktiveringen av glukose bli representert som følger:
+ ATP + UTP
GlGl-6-f Gl-1-f Gl-1-UDF
- ADF - FF
Syntese av glykogen utføres ved å feste den resulterende UDP-glukose til de ytre kjedene av molekylene av glykogen tilstede i leveren celler, som kalles "priming". I dette tilfellet inngår bare glukoserester i glykogenmolekylet. Som et resultat av gjentatt tilsetning av glukose-rester, blir de eksterne kjedene forlenget og forgrenet, noe som fører til en signifikant økning i størrelsen av glykogenmolekyler.
UDP-molekylene som frigjøres under glykogensynteseprosessen, reagerer med ATP og vender tilbake til UTP:
UDF + ATP UTP + ADF
ATP er således energikilden for glykogensyntese, og UTP virker som en bærer av energi.
På grunn av syntese akkumuleres glykogen i leveren og konsentrasjonen kan nå 5-6%. Omdannelsen av glukose til glykogen i leveren forhindrer en kraftig økning i innholdet i blodet under måltidet.
Syntese av glykogen fra glukose forekommer også i musklene, men konsentrasjonen i dem overskrider ikke 2-3%. Dannelsen av glykogen i musklene bidrar til mathyperglykemi.
Syntese av glykogen akselereres av hormon monosulinum.
Glykogen nedbrytning
Mellom måltidene blir leverglykogen nedbrutt og omdannet til glukose, som går inn i blodet. Dette forfallet kommer med deltakelse av fosforsyre og kalles fosforolyse. Under virkningen av fosforsyre spaltes glukose-rester i form av glukose-1-fosfat suksessivt fra de ytre kjedene av glykogen. Helt glykogen bryter ikke ned. De gjenværende små glykogenmolekylene tjener som et "frø" under sin syntese fra glukose.
Fosforolyse av glykogen fortsetter i henhold til følgende ligning:
Original glykogen Glykogen-"frø"
Gl-1-f Gl-6-f Glukose + N3RO4
Fordelingen av glykogen i leveren til glukose kalles ofte glukogenese og akselereres av hormonene glukagon og adrenalin.
På grunn av strømmen i leveren av to motsatte prosesser: Synkroniseringen av glykogen fra glukose og dens dekomponering i glukose igjen, endres konsentrasjonen i blodet bare i et lite område, og derfor leverer blodet kontinuerlig alle organer med glukose.
I muskler observeres bruken av glykogen vanligvis ved fysisk arbeid. Imidlertid er ikke fri glukose dannet her, siden det ikke finnes noe enzym i muskelceller som forårsaker hydrolyse av glukose-6-fosfat. Glukose-1-fosfat og glukose-6-fosfat på grunn av tilstedeværelsen av fosfatrester gjennom muskelcellemuren kan ikke passere, og alle videre transformasjoner av disse forbindelsene strømmer direkte inn i musklene og er rettet mot å gi dem energi.
Fordelingen av glykogen i musklene stimulerer hormonadrenalin, som slippes ut i blodet bare under muskelarbeid.
Karbohydratkatabolisme
Bruken av glukose i kroppen utføres på to måter:
· De fleste karbohydrater (90-95%) gjennomgår dekomponering langs heksodifosfatbanen (GDF-banen), som er hovedkilden til energi for kroppen.
· En ubetydelig del av glukose (5-10%) disintegrerer langs hekso-monofosfatbanen (GMP-banen), som har en anabole formål og gir forskjellige syntetiske forbindelser med ribose og hydrogen i form av NADPH2.
GDF-banen kan være aerob og aerob. Den aerobiske GDF-banen fungerer kontinuerlig, og anaerob nedbrytning av karbohydrater blir bare observert med økte energikrav til cellene, hovedsakelig i skjelettmuskler.
Aerob nedbrytning av glukose.
Aerob nedbrytning av karbohydrater gjennom BNP-banen er en kompleks, multi-trinns prosess som involverer dusinvis av mellomliggende reaksjoner som fører til dannelsen av karbondioksid og vann med frigjøring av store mengder energi. Denne prosessen kan deles inn i tre faser, etter hvert etter hverandre.
Den første fasen av BNP-banen går frem i cytoplasma av celler. På dette stadiet omdannes glukose til pyruvsyre (pyruvat). Dette stadiet kalles ofte glykolyse.
I første fase går glukose gjennom interaksjon med ATP i aktiv form - glukose-6-fosfat:
Dette er den eneste reaksjonen som glukose gjennomgår i kroppen. Derfor begynner alle transformasjoner av glukose i kroppen med dannelsen av glukose-6-fosfat. Videre går glukose-6-fosfat i forskjellige veier med glukosemetabolismen.
Under aerob oksidasjon omdannes glukose til sluttprodukter - karbondioksid og vann - med frigjøring av en stor mengde energi, gjennom hvilken 36-38 ATP-molekyler syntetiseres per ett glukosemolekyl.
Den endelige ligningen av den aerobe glukose-GDF-banen
Et viktig steg i den aerobiske dekomponering av glukose er Krebs-syklusen, hvor acetylko-enzym A blir oksidert til CO2 og H2Om med utgivelsen av en stor mengde energi, på grunn av hvilken mye ATP er syntetisert
194.48.155.245 © studopedia.ru er ikke forfatter av materialene som er lagt ut. Men gir mulighet for fri bruk. Er det et brudd på opphavsretten? Skriv til oss | Kontakt oss.
Deaktiver adBlock!
og oppdater siden (F5)
veldig nødvendig
Glukose som den viktigste metabolitten av karbohydratmetabolismen. Generell plan for kilder og måter å glukose forbruk i kroppen.
Det vanligste dyrkarbohydratet er glukose. Det er i form av glukose at hovedparten av karbohydrater av mat går inn i blodet. Karbohydrater i leveren omdannes til glukose, når alle andre karbohydrater kan dannes fra glukose. Glukose brukes som hovedbrennstoff i pattedyrsvev. Dermed spiller det rollen som et bindemiddel mellom energi- og plastfunksjonene til karbohydrater. Kilden til karbohydrater i kroppen er karbohydrater av mat - hovedsakelig stivelse og glykogen, samt sukrose og laktose. I tillegg kan glukose dannes i kroppen fra aminosyrer, så vel som fra glyserol, som er en del av fettet.
De viktigste kildene til glukose er: - mat
- nedbrytning av glykogen-bakre polysakkarid
- glukosesyntese fra ikke-karbohydratforløpere (hovedsakelig fra glykogene aminosyrer) - glukoneogenese.
Hovedmåter for glukoseforbruk:
1) dannelsen av energi ved aerob og anaerob oksidasjon av glukose
2) konvertering til andre monosakkarider
3) konvertering til glykogen og heteropolysakkarider
4) Konvertering til fett, noen aminosyrer, etc.
49. Aerob nedbrytning er hovedveien for glukosekatabolisme hos mennesker og andre aerobiske organismer. Sekvensen av reaksjoner på dannelsen av pyruvat (aerob glykolyse).
Fordelingen og fysiologisk betydning av aerob nedbrytning av glukose. Bruken av glukose til syntese av fett i leveren og i fettvev.
Hvor skal du begynne? Det er to måter en aerob nedbrytning av glukose kan gå. Dikotomisk og pentofosfatbane.
Hvorfor er dette nødvendig? Den dikotomiske banen gir celle 38 med et ATP-molekyl som et resultat av tre trinn. Den første glykolysen finner sted i cytosol, resten i mitokondriene.
Den andre er mer interessant, som et resultat gir:
Formet NADP + N, som går på syntese av fettsyrer og steroider, samt 3-fosfoglyceraldehyd, på syntesen av lipider. Vi gleder oss!
Anaerob nedbrytning av glukose (anaerob glykolyse). Glykolytisk oksidasjon, pyruvat som hydrogen akseptor. Substratfosforylering. Fordelingen og fysiologiske betydningen av denne vei for glukosedbrytning.
I enkelte situasjoner kan ikke oksygen til vev tilfredsstille deres behov. For eksempel, i begynnelsen av intens muskelarbeid under stress, kan kardiale sammentrekninger ikke nå ønsket frekvens, og muskelbehov for oksygen for aerob nedbrytning av glukose er høye. I slike tilfeller startes en prosess som fortsetter uten oksygen og ender med dannelsen av laktat fra pyruvsyre. Denne prosessen kalles anaerob disintegrasjon, eller anaerob glykolyse. Anaerob glukosedbrytning er ikke energieffektiv, men denne prosessen kan være den eneste energikilden til muskelcellen.
Anaerob glykolyse refererer til prosessen med å dele glukose for å danne laktat som sluttprodukt. Denne prosessen fortsetter uten bruk av oksygen og er derfor ikke avhengig av arbeidet i mitokondriell respiratorisk kjede. ATP dannes ved substratfosforyleringsreaksjoner. Total prosessligning:
Med anaerob glykolyse finner alle 10 reaksjoner identisk med aerob glykolyse sted i cytosolen. Bare den 11. reaksjonen, hvor pyruvat gjenopprettes ved cytosolisk NADH, er spesifikk for anaerob glykolyse. Reduksjonen av pyruvat til laktat katalyseres av laktatdehydrogenase (reaksjonen er reversibel, og enzymet er oppkalt etter reversreaksjonen). Denne reaksjonen sikrer regenerering av NAD + fra NADH uten deltakelse av mitokondriell respiratorisk kjede i situasjoner som involverer utilstrekkelig tilførsel av oksygen til celler. Hydrogenacceptorens rolle fra NADH (som oksygen i luftveiene) utføres av pyruvat. Betydningen av pyruvatreduksjonsreaksjonen ligger således ikke i dannelsen av laktat, men i det faktum at denne cytosoliske reaksjonen gir regenerering av NAD +. I tillegg er laktat ikke sluttproduktet av metabolisme som fjernes fra kroppen. Dette stoffet elimineres i blodet og brukes, blir til glukose i leveren, eller når oksygen er tilgjengelig, blir det pyruvat, som går inn i den generelle banen av katabolisme, oksiderer til CO.2 og H2O.
Substratfosforylering, siden den er en del av metabolskveien ("substratkjede"). Deres særegenhet er katalysert av løselige enzymer. Denne metoden er knyttet til overføringen av høy-energi fosfat eller energien til høy-energi-bindingen av et stoff (substrat) til ADP. Slike stoffer inkluderer glykolysemetabolitter (1,3-difosfoglyserinsyre, fosfoenolpyruvat), tricarboxylsyre syklus (succinyl-SKOA) og kreatinfosfat. Energien av hydrolyse av deres høye energibinding er høyere enn 7,3 kcal / mol i ATP, og disse stoffers rolle blir redusert til bruk av denne energien for fosforylering av ADP-molekyler til ATP. Forskjeller: forskjellige energikilder, for oksidativ bevegelse av elektroner i pustekjeden er nødvendig, for substratetergien til en makroergisk binding er nødvendig.
Måter å bruke glukose i celler 11
1,5 måter å bruke glukose i celler
Glukose deltar i flere metabolske veier som substrat:
1. Det er i stand til å oksidere under glykolyse og påfølgende metabolske veier, som gir cellen med energi.
2. Glukose tjener som substrat i pentosefosfatveien.
3. I leveren og musklene lagres glukose som glykogen. Denne prosessen kalles glykogenogenese.
1,6 glykolyse
Generelle egenskaper og substrater
Det meste av glukosen kommer inn i kroppen med mat (en liten del er syntetisert i leveren og nyrene) som følge av nedbryting av polysakkarider i tarmen og den etterfølgende absorpsjon av monosakkarider. Videre overføres glukose fra blodbanen til cytosol av celler ved bruk av en spesiell proteinbærer, GLUT-protein. I cytosol av celler er glykolysenzymer.
Glykolyse (også kjent som Embden - Meyerhoff - Parnas Path) er en metabolsk vei for oksydasjon av glukose, hvorav to pyruvinsyre pyruvsyre (pyruvat, i aerobic modus, dvs. i nærvær av oksygen) eller melkesyre ( laktat, i anaerob eller oksygenfri modus). Fri energi utgitt under denne banen brukes til å danne makroergiske bindinger i ATP. Glykolyse i aerob modus har 10 enzymatiske reaksjoner. I den anaerobe modus oppstår en ytterligere 11. reaksjon.
Glykolyse kan deles inn i 2 faser:
1. Fase 1 (forberedende fase): I løpet av denne fasen blir glukosen to ganger fosforylert og dekomponert til to glyceraldehyd-3-fosfatmolekyler. På dette stadiet konsumeres 2 ATP-molekyler.
2. Fase 2 (ATP-dannelsesfase): To glyceraldehyd-3-fosfatmolekyler omdannes til pyruvat for å danne 4 ATP og 2 NADH, som i nærvær av oksygenoverføringselektroner til luftveiene for å danne ytterligere 6 ATP-molekyler. I fravær av oksygen, deltar NADH i reduksjonen av pyruvat til laktat, mens oksidasjon til NAD +.
Glukose som den viktigste metabolitten av karbohydratmetabolismen. Generell plan for kilder og måter å glukose forbruk i kroppen.
Det vanligste dyrkarbohydratet er glukose. Det er i form av glukose at hovedparten av karbohydrater av mat går inn i blodet. Karbohydrater i leveren omdannes til glukose, når alle andre karbohydrater kan dannes fra glukose. Glukose brukes som hovedbrennstoff i pattedyrsvev. Dermed spiller det rollen som et bindemiddel mellom energi- og plastfunksjonene til karbohydrater. Kilden til karbohydrater i kroppen er karbohydrater av mat - hovedsakelig stivelse og glykogen, samt sukrose og laktose. I tillegg kan glukose dannes i kroppen fra aminosyrer, så vel som fra glyserol, som er en del av fettet.
De viktigste kildene til glukose er: - mat
- nedbrytning av glykogen-bakre polysakkarid
- glukosesyntese fra ikke-karbohydratforløpere (hovedsakelig fra glykogene aminosyrer) - glukoneogenese.
Hovedmåter for glukoseforbruk:
1) dannelsen av energi ved aerob og anaerob oksidasjon av glukose
2) konvertering til andre monosakkarider
3) konvertering til glykogen og heteropolysakkarider
4) Konvertering til fett, noen aminosyrer, etc.
49. Aerob nedbrytning er hovedveien for glukosekatabolisme hos mennesker og andre aerobiske organismer. Sekvensen av reaksjoner på dannelsen av pyruvat (aerob glykolyse).
Ordningen for bruk av glukose i kroppen
Rollen av karbohydratmetabolismen. Kilder til glukose og måter å bruke den i kroppen.
49. En forenklet skjema for hydrolysen av stivelse og glykogen i dyrekroppen.
50. Glykolyse og hovedtrinnene. Verdien av glykolyse.
Essens, totale reaksjoner og glykolyse effektivitet.
Rollen av karbohydratmetabolismen. Kilder til glukose og måter å bruke den i kroppen.
Hovedrollen av karbohydrater bestemmes av deres energifunksjon.
Glukose (fra den gamle greske γλυκύς søt) (C6H12O6), eller druesukker er en hvit eller fargeløs, luktfri substans, med en søt smak, oppløselig i vann. Rørsukker er omtrent 25% søtere enn glukose. Glukose er den viktigste karbohydraten for en person. Hos mennesker og dyr er glukose den viktigste og mest universelle energikilden for å sikre metabolske prosesser. Glukose er avsatt i dyr i form av glykogen, i planter - i form av stivelse.
Kilder til glukose
Under normale forhold er karbohydrater hovedkilden til karbohydrater for mennesker. Det daglige kravet til karbohydrater er ca 400 g. I prosessen med å assimilere mat, deles alle eksogene karbohydratpolymerer inn i monomerer, bare monosakkarider og deres derivater slippes ut i kroppens indre miljø.
Blodglukose er en direkte energikilde i kroppen. Hastigheten til dekomponering og oksidasjon, samt muligheten til raskt å trekke ut fra depotet, sørger for nødmobilisering av energiressurser med raskt økende energikostnader i tilfeller av emosjonell opphisselse, med sterke muskelbelastninger etc.
Nivået av glukose i blodet er 3,3-5,5 mmol / l (60-100 mg%) og er den viktigste homøostatiske konstanten av organismen. Spesielt følsom for å senke blodsukker (hypoglykemi) er sentralnervesystemet. Mindre hypoglykemi manifesteres ved generell svakhet og tretthet. Med en reduksjon av blodsukker til 2,2-1,7 mmol / l (40-30 mg%), utvikler kramper, delirium, bevissthetstab og vegetative reaksjoner: økt svetting, endringer i lumen i hudkarene, etc. navnet "hypoglykemisk koma". Innføringen av glukose i blodet eliminerer raskt disse lidelsene.
Energi rolle glukose.
1. I celler brukes glukose som en energikilde. Hoveddelen av glukose, etter å ha bestått en serie transformasjoner, blir brukt på syntese av ATP i prosessen med oksidativ fosforylering. Mer enn 90% av karbohydrater forbrukes for energiproduksjon under glykolyse.
2. En ekstra måte for energiforbruk av glukose - uten dannelse av ATP. Denne banen kalles pentosefosfat. I leveren utgjør det omtrent 30% av glukoseomvandlingen, i fettceller er det litt mer. Denne energien forbrukes for dannelsen av NADP, som tjener som en donor av hydrogen og elektroner som er nødvendig for syntetiske prosesser - dannelsen av nukleinsyre og gallsyrer, steroidhormoner.
3. Omdannelsen av glukose til glykogen eller fett forekommer i cellene i leveren og fettvev. Når karbohydratbutikker er lave, for eksempel under stress, utvikler gluneogenese - syntese av glukose fra aminosyrer og glyserol.
Ordningen for bruk av glukose i kroppen
Metabolismen av karbohydrater i menneskekroppen består av følgende prosesser:
1. Fordøyelse i fordøyelseskanalen av poly- og disakkarider som leveres med mat til monosakkarider, videre absorpsjon av monosakkarider fra tarmen inn i blodet.
2. Syntese og nedbrytning av glykogen i vev (glykogenese og glykogenolyse), spesielt i leveren.
Glykogen er hovedformen av glukoseavsetning i dyreceller. I planter utføres samme funksjon av stivelse. Strukturelt er glykogen, som stivelse, en forgrenet polymer av glukose. Glykogen er imidlertid mer forgrenet og kompakt. Forgrening gir en rask frigjøring når glykogen bryter ned et stort antall terminale monomerer.
-er den viktigste formen for glukose lagring i dyreceller
-danner et energireserv som raskt kan mobiliseres for å kompensere for den plutselige mangelen på glukose
Innholdet av glykogen i vevet:
-Det er avsatt i form av granuler i cytoplasma i mange typer celler (hovedsakelig lever og muskler)
-Bare glykogen lagret i leverceller kan behandles til glukose for å nærme hele kroppen. Den totale massen av glykogen i leveren kan nå 100-120 gram hos voksne
-Leverglykogen splittes aldri helt.
-I muskler blir glykogen behandlet til glukose-6-fosfat, eksklusivt for lokalt forbruk. I muskler av glykogen akkumuleres ikke mer enn 1% av den totale muskelmassen.
-En liten mengde glykogen finnes i nyrene, og enda mindre i gliale hjerneceller og leukocytter.
Syntese og nedbrytning av glykogen blir ikke til hverandre. Disse prosessene forekommer på forskjellige måter.
Glykogenmolekylet inneholder opptil 1 million glukoserester, derfor blir en betydelig mengde energi forbrukt i syntesen. Behovet for å omdanne glukose til glykogen skyldes det faktum at akkumulering av en betydelig mengde glukose i cellen vil føre til økning i osmotisk trykk, siden glukose er en høyoppløselig substans. Tvert imot er glykogen inneholdt i cellen i form av granuler, og er litt løselig.
Glykogen syntetiseres i løpet av fordøyelsesperioden (innen 1-2 timer etter inntak av karbohydratfôr). Glykogenese oppstår spesielt intensivt i leveren og skjelettmuskulaturen.
For å inkludere 1 glukoserest i glykogenkjeden, blir 1 ATP og 1 UTP brukt.
Hovedaktivatoren - hormoninsulin
Det aktiveres i intervaller mellom måltider og under fysisk arbeid, når nivået av glukose i blodet reduseres (relativ hypoglykemi)
De viktigste aktivatørene av forfall:
i leveren - hormonet glukagon
i musklene - hormonet adrenalin
En forenklet skjema for hydrolyse av stivelse og glykogen i dyrekroppen.
3. Pentosefosfatveien (pentosyklus) er den anaerobe vei for direkte oksidasjon av glukose.
Langs denne banen går ikke mer enn 25-30% av glukosen som kommer inn i cellene
Den resulterende ligningen av pentosefosfatveien:
6 glukose molekyler + 12 NADP → 5 glukose molekyler + 6 СО2 + 12 NADPH2
Den biologiske rollen av pentosefosfatbanen i en voksen er å utføre to viktige funksjoner:
· Det er en leverandør av pentoser, som er nødvendige for syntesen av nukleinsyrer, koenzymer, makroerger for plastiske formål.
· Ser som kilde til NADPH2, som i sin tur er vant til:
1. Restorative synteser av steroidhormoner, fettsyrer
2. deltar aktivt i nøytralisering av giftige stoffer i leveren
4. Glykolyse - nedbrytning av glukose. I utgangspunktet mente dette begrepet bare anaerob gjæring, som kulminerer i dannelsen av melkesyre (laktat) eller etanol og karbondioksid. For tiden brukes begrepet "glykolyse" i større grad for å beskrive nedbrytningen av glukose, som passerer gjennom dannelsen av glukose-6-fosfat, fruktose-difosfat og pyruvat, både i fravær og i nærvær av oksygen. I sistnevnte tilfelle brukes termen "aerob glykolyse", i motsetning til "anaerob glykolyse", som kulminerer i dannelsen av melkesyre eller laktat.
glykolyse
Et lite, uladet glukosemolekyl er i stand til å diffundere gjennom en celle ved diffusjon. For at glukose skal forbli i cellen, må den omdannes til den ladede form (vanligvis glukose-6-fosfat). Denne reaksjonen kalles blokkering eller låsing.
Ytterligere måter å bruke glukose-6-fosfat i celler:
-Glykolyse og fullstendig aerob glukoseoksydasjon
-Pentose fosfat syklus (delvis oksidasjon av glukose til pentose)
-Syntese av glykogen, etc.
Glykolyse forekommer i cytoplasma av celler. Det endelige produktet av dette trinnet er pyruvsyre.
ANAEROBISK GLYKOLYSIS - prosessen med glukoseklovering med dannelsen av sluttproduktet av laktat gjennom pyruvat. Den flyter uten bruk av oksygen og er derfor ikke avhengig av arbeidet i mitokondriell respiratorisk kjede.
Flyter i muskler når det utføres intense belastninger, i de første minuttene av muskelarbeid, i erytrocytter (der mitokondrier er fraværende), så vel som i forskjellige organer under betingelser med begrenset tilførsel av oksygen, inkludert i tumorceller. Denne prosessen tjener som en indikator på økt cellefordeling, med utilstrekkelig tilførsel av deres blodkar.
1. Forberedende stadium (fortsetter med kostnaden for to ATP-molekyler)
enzymer: glukokinase; fosfofructo-isomerase;
2. Fase av dannelse av triose (splitting av glukose i 2 tre karbonfragmenter)
Fructose-1,6-diphosphat → 2 glyceroaldehyd-3-fosfat
3. Oksidativt stadium av glykolyse (gir 4 mol ATP per 1 mol glukose)
2 glyceroaldehyd-3-fosfat + 2 NAD + → 2 PVK +2 ATP
2 PVK + 2 NADH * H + → 2 laktat + 2 NAD +
2NAD gir 6 ATP
Denne fremgangsmåten for ATP-syntese, utført uten deltagelse av respirasjon av vev og derfor uten oksygenforbruk, fremskaffet av substratets reserveenergi, kalles anaerob eller substrat, fosforylering.
Dette er den raskeste måten å få ATP på. Det skal bemerkes at i de tidlige stadier konsumeres to ATP-molekyler for å aktivere glukose og fruktose-6-fosfat. Som et resultat er omdannelsen av glukose til pyruvat ledsaget av syntesen av åtte ATP-molekyler.
Den generelle ligningen for glykolyse er:
Glukose + O2 + 8ADF + 8H3PO4 → 2 Pyruvat + 2H20 + 8 ATP,
eller
1. Glykolyse er en mitokondriell-uavhengig vei for produksjon av ATP i cytoplasma (2 mol ATP per 1 mol glukose). Grunnleggende fysiologisk betydning - bruk av energi som frigjøres i denne prosessen for syntese av ATP. Glykolysemetabolitter brukes til å syntetisere nye forbindelser (nukleosider, aminosyrer: serin, glycin, cystein).
2. Dersom glykolyse fortsetter til laktat, skjer NAD + "regenerering" uten deltagelse av respirasjon av vev.
3. I celler som ikke inneholder mitokondrier (erytrocyter, spermatozoer), er glykolyse den eneste måten å syntetisere ATP
4. Når mitokondrier forgiftes med karbonmonoksid og andre åndedrettsgifter, gir glykolyse overlevelse
1. Glykolysens hastighet reduseres dersom glukose ikke kommer inn i cellen (regulering av mengden av substrat), men glykogen dekomponering begynner snart og glykolysehastigheten gjenopprettes
2. AMP (lavt energisignal)
3. Regulering av glykolyse med hormoner. Stimuler glykolyse: Insulin, adrenalin (stimulerer nedbrytning av glykogen, i muskler dannes glukose-6 fosfat og glykolyse aktiveres av substratet). Inhiberer glykolyse: Glukagon (undertrykker pyruvatkinasegenet, oversetter pyruvatkinase til en inaktiv form)
Betydningen av anaerob glykolyse er kort
- Under forhold med intensivt muskulært arbeid, under hypoksi (for eksempel intens kjøring for 200m i 30 s), går nedbrytningen av karbohydrater midlertidig under anaerobe forhold
- NADH-molekyler kan ikke donere sine hydrogen, siden luftveiene i mitokondriene "virker ikke"
- Deretter i cytoplasma er en god akseptor av hydrogen pyruvat, sluttproduktet i 1. trinn.
- I ro, etter intensiv muskelarbeid begynner oksygen å komme inn i cellen.
- Dette fører til "lanseringen" av luftveiene.
- Som et resultat hemmes anaerob glykolyse automatisk og bytter til aerob, mer energieffektiv
- Inhiberingen av anaerob glykolyse ved oksygen som kommer inn i cellen kalles PASTER EFFECT.
PASTER EFFECT. Den består av respiratorisk depresjon (O2a) anaerob glykolyse, dvs. bytte fra aerob glykolyse til anaerob oksidasjon oppstår. Hvis stoffene leveres med O2, deretter 2NADN2, oksidasjonen dannet i løpet av den sentrale reaksjonen oksyderes i luftveiene, derfor blir ikke PVC til laktat, men inn i acetyl CoA, som er involvert i TCA-syklusen.
Den første fasen av nedbrytningen av karbohydrater - anaerob glykolyse - er nesten reversibel. Fra pyruvat, samt fra laktat som oppstår under anaerobe forhold (melkesyre), kan glukose syntetiseres, og fra det glykogen.
Likheten av anaerob og aerob glykolyse ligger i det faktum at disse prosessene fortsetter på samme måte med deltagelse av de samme enzymer før dannelsen av PVC.
FULLT AEROBISK GLUKOSEOKSIDASJON (PAOG):
På grunn av aktiviteten til mitokondrier er det mulig å oksydere glukose til karbondioksid og vann helt.
I dette tilfellet er glykolyse det første trinnet i oksydativ metabolisme av glukose.
Før inkorporering av mitokondrier i PAOG, bør glykolytisk laktat omdannes til PVC.
1. Glykolyse med den påfølgende omdannelse av 2 mol laktat til 2 mol PVA og transport av protoner til mitokondriene
2. Oksidativ dekarboksylering av 2 mol pyruvat i mitokondrier med dannelse av 2 mol acetylCoA
3. Forbrenning av acetylresten i Krebs syklusen (2 omdreininger av Krebs syklusen)
4. Vaskebehandling og oksidativ fosforylering: NADH * H + og FADH2, generert i Krebs-syklusen, oksidativ dekarboksylering av pyruvat og overført via malatbussen fra cytoplasmaen, brukes
Stadier av katabolisme på eksemplet av PAOG:
-Glykolyse, transport av protoner til mitokondriene (I-scenen),
- oksidativ dekarboksylering av pyruvat (fase II)
-Krebs syklus - fase III
-Vaskebehandling og konjugert oksidativ fosforylering - Stage IV (mitokondriell ATP-syntese)
II. I løpet av den andre fasen spaltes karbondioksid og to hydrogenatomer fra pyrodruesyre. De splittede hydrogenatomer i respiratoriske kjeden overføres til oksygen med samtidig syntese av ATP. Eddiksyre er dannet fra pyruvat. Hun slutter seg til en spesiell substans, koenzym A.
Dette stoffet er en bærer av syre rester. Resultatet av denne prosessen er dannelsen av stoffet acetylkoenzym A. Dette stoffet har en høy kjemisk aktivitet.
Den endelige ligningen i den andre fasen:
СЗН4ОЗ + 1 / 2О2 + HSKoA + 3 ADP + 3 НзРО4 - СНз- С
SKoA + CO2 + H2O + 3ATF
Pyruvat-koenzym A-acetyl CoA
Acetylkoenzym A gjennomgår ytterligere oksidasjon i tricarboxylsyre syklusen (Krebs syklus) og omdannes til CO2 og H20.
III. Dette er tredje etappen. På grunn av den frigjorte energien på dette stadiet utføres ATP-syntese også.
Trikarboksylsyre syklusen (TCA) er den siste fasen av katabolismen av ikke bare karbohydrater, men av alle andre klasser av organiske forbindelser. Dette skyldes det faktum at dekomponeringen av karbohydrater, fett og aminosyrer gir et felles mellomprodukt, eddiksyre, assosiert med bæreren, koenzym A, i form av acetylkoenzym A.
Krebs syklusen forekommer i mitokondriene med det obligatoriske oksygenforbruket og krever funksjon av vevets respirasjon.
Den første reaksjonen av syklusen er samspillet mellom acetylkoenzym A og oksaleddiksyre (SCHUK) med dannelsen av sitronsyre.
Sitronsyre inneholder tre karboksylgrupper, det vil si trikarboksylsyre som forårsaket navnet på denne syklusen.
Derfor kalles disse reaksjonene sitronsyre syklusen. Ved å danne en serie mellomliggende trikarboksylsyrer blir sitronsyre omdannet til oksaleddiksyre og syklusrepetisjonene. Resultatet av disse reaksjonene er dannelsen av delt hydrogen, som, etter å ha passert gjennom luftveiene, danner vann med oksygen. Overføringen av hvert par hydrogenatomer til oksygen ledsages av syntesen av tre ATP-molekyler. Samlet syntetiserer oksydasjonen av et molekyl acetylkoenzym A 12 ATP-molekyler.
Final Krebs Cycle Equation (tredje trinn):
SKoA + 2О2 + Н2О + 12АДФ + 12 Н3РО → НSKoA + 2 СО2 + Н2О + 12АТФ
Schematisk kan Krebs-syklusen representeres som følger:
Som et resultat av alle disse reaksjonene dannes 36 ATP-molekyler. I alt produserer glykolyse 38 ATP molekyler per glukose molekyl.
Glukose + 6 02 + 38 ADF + 38 H3 PO4 → 6CO2 + 6 H2O + 38 ATP
TCAs biologiske rolle
Krebs syklusen utfører en integrering, amfibolisk (dvs. katabolisk og anabole), energi og hydrogen-donor rolle.
1. Integrasjonsrollen er at TCA er den endelige vanlige måten å oksidere drivstoffmolekylene - karbohydrater, fettsyrer og aminosyrer.
2. Acetyl CoA oksyderes i TCA-syklusen - dette er en katabolisk rolle.
3. Syklusens anabolske rolle er at den leverer mellomprodukter til biosyntetiske prosesser. For eksempel benyttes oksaloacetat til syntesen av aspartat, a-ketoglutarat for dannelse av glutamat og succinyl-CoA for syntese av hem.
4. Et ATP-molekyl er dannet i CTC på nivået av substratfosforylering - dette er en energilag.
5. Hydrogen-donor består i det faktum at CTC gir med reduserte koenzymer NADH (H +) og FADH2 en respiratorisk kjede, der oksidasjonen av hydrogenet av disse koenzymer til vann, kombinert med syntesen av ATP, oppstår. Under oksydasjonen av et acetyl-CoA-molekyl i TCA-syklusen dannes 3 NADH (H +) og 1 FADH2.
Trinn IV. Vaskebehandling og konjugert oksidativ fosforylering (mitokondriell ATP-syntese)
Dette er overføringen av elektroner fra de reduserte nukleotidene til oksygen (gjennom luftveiene). Det er ledsaget av dannelsen av sluttproduktet - et vannmolekyl. Denne elektrontransporten er forbundet med syntesen av ATP i prosessen med oksidativ fosforylering.
Oksidasjon av organisk materiale i celler, ledsaget av oksygenforbruk og vannsyntese, kalles vevets respirasjon, og elektronoverføringskjeden (CPE) kalles luftveiene.
Funksjoner av biologisk oksidasjon:
1. Flow ved kroppstemperatur;
2. I nærvær av H20;
3. Flyter gradvis gjennom mange stadier med deltagelse av enzymbærere, som reduserer aktiveringsenergien, det er en nedgang i fri energi, med det resultat at energi frigjøres i porsjoner. Derfor blir oksidasjon ikke ledsaget av en økning i temperatur og fører ikke til eksplosjon.
Elektronene som kommer inn i CPE, som de beveger seg fra en bærer til en annen, mister fri energi. Mye av denne energien er lagret i ATP, og noen er spredt som varme.
Overføringen av elektroner fra oksiderte substrater til oksygen skjer i flere stadier. Det innebærer et stort antall mellomliggende bærere, som hver kan feste elektroner fra en tidligere transportør og overføre til den neste. Dermed oppstår en kjede av redoksreaksjoner som resulterer i reduksjonen av O2 og syntesen av H20.
Transporten av elektroner i respiratorisk kjeden er konjugert (koblet) med dannelsen av protongradienten som er nødvendig for syntesen av ATP. Denne prosessen kalles oksidativ fosforylering. Med andre ord er oksidativ fosforylering prosessen der energien av biologisk oksidasjon omdannes til kjemisk energi av ATP.
Funksjon i luftveiene - utnyttelse av reduserte respiratoriske vektorer dannet i reaksjonene av metabolsk oksidasjon av substrater (hovedsakelig i tricarboxylsyre syklusen). Hver oksidativ reaksjon i henhold til mengden energi frigjort er "betjent" av den tilsvarende luftveiene: NADF, NAD eller FAD. I respiratoriske kjeden diskrimineres protoner og elektroner: mens protoner transporteres over membranen, skaper ΔpH, beveger elektroner seg langs bærekjeden fra ubiquinon til cytokromoksidase, og genererer den elektriske potensialforskjellen som kreves for ATP til å danne ved proton ATP-syntase. Dermed "legger vevets respirasjon" mitokondriamembranen, og oksidativ fosforylering "ut" det.
Åndedrettsvern
Elektronoverføring via CPE- og ATP-syntese er nært beslektet, dvs. kan forekomme bare samtidig og synkront.
Med en økning i ATP-forbruk i cellen øker mengden ADP og dens tilstrømning i mitokondrier. Øk konsentrasjonen av ADP (ATP-syntasestrat) øker frekvensen av ATP-syntese. Således svarer frekvensen av ATP-syntese nøyaktig til energibehovet til cellen. Accelerasjon av vevets respirasjon og oksidativ fosforylering med økende konsentrasjoner av ADP kalles respiratorisk kontroll.
I reaksjonene til CPE blir noe av energien ikke omdannet til energi av de makroergiske bindingene av ATP, men blir spaltet som varme.
Forskjellen i elektriske potensialer på mitokondriamembranen skapt av respiratoriske kjeden, som fungerer som en molekylær leder av elektroner, er drivkraften for dannelsen av ATP og andre typer nyttig biologisk energi. Dette konseptet om energikonvertering i levende celler ble fremsatt av P. Mitchell i 1960 for å forklare molekylær mekanisme for konjugering av elektrontransport og dannelse av ATP i luftveiene og raskt oppnådd internasjonal anerkjennelse. For utviklingen av forskning innen bioenergi ble P. Mitchell i 1978 tildelt Nobelprisen. I 1997 ble P. Boyer og J. Walker tildelt Nobelprisen for å illustrere de molekylære virkemekanismene for hovedenzymet av bioenergi, proton ATP-syntase.
Beregning av effekten av PAOG i faser:
Glykolyse - 2 ATP (substratfosforylering)
Overføring av protoner til mitokondrier - 2 NADH * H + = 6 ATP
Oksidativ dekarboksylering av 2 mol PVA - 2 NADH * H + = 6 ATP
Krebs syklus (inkludert TD og OF) - 12 * 2 = 24 mol ATP under forbrenningen av 2 acetylrester
TOTAL: 38 mol ATP med fullstendig forbrenning av 1 mol glukose
1) gir en forbindelse mellom respiratoriske substratene og Krebs syklusen;
2) forsyninger for behovene til cellen to ATP-molekyler og to NADH-molekyler under oksydasjonen av hvert glukosemolekyl (under anoksiaforhold, synes glykolyse å være hovedkilden til ATP i cellen);
3) produserer mellomprodukter for syntetiske prosesser i cellen (for eksempel fosfoenolpyruvat, som er nødvendig for dannelsen av fenolforbindelser og lignin);
4) i kloroplaster gir en direkte vei for ATP-syntese, uavhengig av NADPH-forsyning; i tillegg metaboliseres lagret stivelse gjennom glykolyse i kloroplaster til triose, som deretter eksporteres fra kloroplast.
Effektiviteten av glykolyse er 40%.
5. Interconversion av heksoser
6. Glukoneogenese - dannelsen av karbohydrater fra ikke-karbohydratprodukter (pyruvat, laktat, glyserol, aminosyrer, lipider, proteiner, etc.).